Effetti della sovraespressione di ferritina mitocondriale in precursori eritroidi normali

Abstract

La ferritina mitocondriale (FtMt) è una isoforma ferritinica omopolimerica a localizzazione caratteristicamente mitocondriale. Nell’uomo è espressa a livello del sistema nervoso, miocardico, renale, testicolare, ossia tessuti ad elevato consumo di energia, ma anche nei sideroblasti ad anello in corso di anemia sideroblastica. Il principale ruolo funzionale della FtMt è di agire come antiossidante; infatti mitocondri sono i principali produttori di ROS, perciò il ferro mitocondriale deve essere regolato per ridurre la reazione di Fenton, generata dalla vicinanza tra ossigeno e metalli alcalini.
Nelle anemie sideroblastiche, gruppo di rari disordini ematologici caratterizzati da una alterata biosintesi dell’eme e presenza di sideroblasti ad anello in percentuale >15% a livello del midollo osseo emopoietico, i granuli perinucleari Perls positivi dei sideroblasti sono costituiti da depositi cristallini di ferro localizzati a livello dello creste mitocondriali. Studi precedenti hanno già dimostrato che nelle anemie refrattarie sia congenite che acquisite il ferro depositato nei mitocondri perinucleari dei sideroblasti ad anello è legato alla ferritina mitocondriale. Inoltre è noto che nelle anemie sideroblastiche acquisite l’aberrante espressione di ferritina mitocondriale avviene molto precocemente durante la differenziazione eritroide e che l’espressione di ferritina mitocondriale si correla a rilascio di citocromo c, con attivazione delle vie apoptotiche. Dal momento che è evidente l’importante ruolo rivestito dalla ferritina mitocondriale nella patogenesi dell’eritropoiesi inefficacie delle anemie refrattarie con sideroblasti ad anello, ma non se ne conoscono i meccanismi, riveste un sicuro interesse l’utilizzo di modelli cellulari basati su colture di progenitori emopoietici trasdotti con lentivirus allo scopo di chiarire gli effetti fun-zionali e i meccanismi molecolari con cui l’espressione di FtMt induce la prematura morte cellulare. Il protocollo di trasduzione lentivirale è stato messo in atto su elementi midollari immaturi CD34+ isolati dalle cellule mo-nonucleate di 8 donatori normali. Le cellule CD34 positive sono state coltivate per 14-21 giorni in Iscove Medium in presenza di fattori di crescita, in modo da indurre una differenziazione in senso eritroide. Sono stati poi allestiti dei citocentrifugati sui quali abbiamo eseguito opportune reazioni immunocitochimiche.
I risultati ottenuti hanno dimostrato che la sovraespressione di FtMt era in grado di ridurre il contenuto citosolico di ferritina H e aumentare l’espressione di CD71 (quindi l’uptake di ferro), realizzando un quadro compatibile con una condizione di deplezione di ferro citosolico e interferendo con l’attività proliferativa. Lo ione si accumulerebbe quindi nei mitocondri, causando la formazione dei sideroblasti ad anello. Abbiamo dunque ipotizzato che la sovraespressione di FtMt potrebbe, modificando la disponibilità di ferro mitocondriale e danneggiando il mitocondrio, indurre apoptosi e dunque condurre a una condizione di eritropoiesi inefficace. In effetti il fenotipo da noi osservato nei progenitori normali trasdotti è risultato simile a quello dei progenitori eritroidi di pazienti con anemia sideroblastica.